一种有源配电网监测方法、装置及系统与流程

1.本技术涉及配电网技术领域，具体涉及一种有源配电网监测方法、装置及系统。


背景技术：

2.随着分布式新能源大量接入配电网，传统配电网形态由无源网变为有源网。但是，由于现有监测手段有限，有源配电网的暂态运行信息无法有效捕捉，监测手段缺失，不利于展开分布式新能源接入后对配电网影响的定量分析，也很难精准收集有源配电网的实时运行信息以及故障运行信息。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，提出了本技术。本技术的实施例提供了一种有源配电网监测方法、装置及系统，可以解决难以收集有源配电网的实时运行信息以及故障运行信息的问题。
4.根据本技术的一个方面，提供了一种有源配电网监测方法，包括：根据监测信号，确定监测时间点；根据所述监测时间点，采集预设周波内的电流数据和与所述监测时间点对应的电压数据；以及解析所述预设周波内的电流数据以及所述电压数据，获得运行信息；其中，所述运行信息表示有源配电网的运行情况。
5.在一实施例中，在所述根据监测信号，确定监测时间点之前，所述有源配电网监测方法还包括：根据电压变化，确定所述有源配电网的电压情况；当所述有源配电网的电压情况表示所述配电网运行出现故障时，生成监测信号。
6.在一实施例中，在所述根据监测信号，确定监测时间点之前，所述有源配电网监测方法还包括：根据波形召测指令，生成监测信号；其中，所述波形召测指令用于指示生成所述监测时间点，所述波形召测指令由人为指示发出。
7.在一实施例中，所述根据所述监测时间点，采集预设周波内的电流和所述监测时间点对应的电压包括：采集所述监测时间点前第一预设周波和所述监测时间点后第二预设周波的录波；其中，所述录波用于反应电流情况。
8.在一实施例中，在所述根据监测信号，确定监测时间点之前，所述有源配电网监测方法还包括：周期性生成所述监测信号。
9.在一实施例中，所述解析所述预设周波内的电流数据以及所述电压数据，获得运行信息包括：汇总多个所述预设周波内的电流数据以及所述电压数据；将多个所述预设周波内的电流数据以及所述电压数据转换为波形文件；解析所述波形文件，获得运行信息。
10.根据本技术的另一个方面，提供了一种有源配电网监测装置，包括：确定模块，用于根据监测信号，确定监测时间点；所述监测信号用于指示监测开始；采样模块，用于根据所述监测时间点，采集预设周波内的电流数据和所述监测时间点对应的电压数据；以及解析模块，用于解析所述预设周波内的电流数据以及所述电压数据，获得运行信息；其中，所述运行信息表示有源配电网的运行情况。
11.根据本技术的另一个方面，提供了一种有源配电网监测系统，包括监测设备，所述监测设备用于监测有源配电网的实际运行数据；分析设备，所述分析设备与所述监测设备连接，所述分析设备用于分析所述有源配电网的实际运行数据；以及执行设备，所述执行设备与所述监测设备和所述分析设备连接，所述执行设备用于执行上述任一项实施例所述的有源配电网监测方法。
12.在一实施例中，所述监测设备包括：故障录波上传模块、周期性召测模块、实时召测模块和录波下载模块；所述分析设备包括：波形类型筛选模块、通道类型筛选模块、组合分析模块和分析展示模块。
13.在一实施例中，所述有源配电网监测系统还包括：安全加密设备，所述安全加密设备与所述监测设备连接，所述安全加密设备构造为对所述监测设备上传的数据进行加密；安全接入区，所述安全接入区与所述安全加密设备通信连接，所述安全接入区与所述分析设备通信连接，所述安全接入区构造为对上传的数据进行正反向隔离以及纵向加密。
14.本技术提供的有源配电网监测方法、装置及系统，解决了目前有源配电网中分布式电源监测手段缺失问题，实现了有源配电网故障运行信息以及实时运行时分布式电源运行信息的监测，并通过标准波形文件的形式上送至调度主站系统，开展实用化的分析。通过该系统可以指导电力系统从业人员开展有源配电网运行分析和分布式光伏精准建模等工作，为后续开展有源配电网定量分析提供数据支撑。
附图说明
15.通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
16.图1是本技术一示例性实施例提供的有源配电网监测系统的结构示意图。
17.图2是本技术另一示例性实施例提供的有源配电网监测系统的结构示意图。
18.图3是本技术一示例性实施例提供的有源配电网监测方法的流程示意图。
19.图4是本技术另一示例性实施例提供的有源配电网监测方法的流程示意图。
20.图5是本技术另一示例性实施例提供的有源配电网监测方法的流程示意图。
21.图6是本技术一示例性实施例提供的有源配电网监测方法的原理示意图。
22.图7是本技术一示例性实施例提供的有源配电网监测装置的结构示意图。
23.图8是本技术另一示例性实施例提供的有源配电网监测装置的结构示意图。
24.图9是本技术一示例性实施例提供的电子设备的结构图。
25.附图标记说明：1、物联代理装置；2、安全加密设备；3、无线路由装置；4、无线通讯网络；5、安全接入区；6、调度监控主站；7、有源配电网监测系统；71、监测设备；711、故障录波上传模块；712、周期性召测模块；713、实时召测模块；714、录波下载模块；72、分析设备；721、波形类型筛选模块；722、通道类型筛选模块；723、组合分析模块；724、分析展示模块；73、执行设备。
具体实施方式
26.下面，将参考附图详细地描述根据本技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是本技术的全部实施例，应理解，本技术不受这里描述的示例实施例的限制。
27.示例性系统
28.图1是本技术一示例性实施例提供的有源配电网监测系统的结构示意图，图2是本技术另一示例性实施例提供的有源配电网监测系统的结构示意图，如图1和图2所示，该有源配电网监测系统，包括监测设备71，监测设备71用于监测有源配电网的实际运行数据；分析设备72，分析设备72与监测设备71连接，分析设备72用于分析有源配电网的实际运行数据；以及执行设备73，执行设备73与监测设备71和分析设备72连接，执行设备73用于执行本技术提供的有源配电网监测方法。
29.其中，监测设备71可以包括物联代理装置1和多个电流传感器，多个电流传感器用于采集电流数据，物联代理装置1用于汇总多个电流传感器的电流数据和采集电压数据，分析设备72可以包括调度监控主站6。物联代理装置1安装在变电站内，每个变电站中安装一个物联代理装置1。执行设备73可以指示监测设备71和分析设备72执行本技术提供的有源配电网监测方法，物理代联装置通过采集到的电压变化判断故障，当发现出现故障时，记录该故障时刻作为监测时间点，将该监测时间点下发至与物理代联装置关联的电流传感器处，电流传感器将监测时间点的前4个周波和后8个周波的微秒级录波打包通过无线传输发送至物联代理装置1处，物联代理装置1将所有关联的电流传感器的电流采样以及物联代理装置1自身采集到的监测时间点的电压采样进行汇总处理，并以标注波形文件的格式通过网络传输设备传送到调度监控主站6，调度监控主站6接收波形文件并进行解析。
30.在一实施例中，如图1所示，监测设备71包括：故障录波上传模块711、周期性召测模块712、实时召测模块713和录波下载模块714；分析设备72包括：波形类型筛选模块721、通道类型筛选模块722、组合分析模块723和分析展示模块724。
31.监测设备71还可以实现故障录波自动上传功能，运行波形周期性召测功能、运行波形实时一键召测功能和录波文件下载功能，分析设备72可以实现故障波形短路/接地/召测等不同类型波形筛选、录波文件电流/电压等通道筛选、任意通道组合分析和录制波形谐波分析展示等功能。
32.在一实施例中，如图2所示，有源配电网监测系统还包括：安全加密设备2，安全加密设备2与监测设备71连接，安全加密设备2构造为对监测设备71上传的数据进行加密；安全接入区5，安全接入区5与安全加密设备2通信连接，安全接入区5与分析设备72通信连接，安全接入区5构造为对上传的数据进行正反向隔离以及纵向加密。
33.有源配电网监测系统主要依托无线技术以及网络安全技术的网络传输结构，包括网络安全加密设备2、无线路由装置3和具有正反向隔离装置、千兆纵向加密以及主站服务器的安全接入区5。首先变电站内物联代理装置1通过网线与安全加密设备2连接，安全加密设备2通过网线与无线路由装置3连接，无线路由装置3提供无线通讯网络4，无线路由装置3通过专用无线通讯网络4将加密后的录波文件传送至安全接入区5，安全接入区5包含正反向隔离装置、千兆加密装置以及具有录波文件接收转发功能的主站服务器。调度监控主站6与安全区连接，调度监控主站6负责接收解析录波文件开展高级应用，并可以实现有源配电
网运行波形的周期性召测、一键手动召测、录波文件下载等功能。
34.本技术解决了目前有源配电网中分布式电源监测手段缺失问题，基于无线技术以及网络安全技术，实现了有源配电网故障运行信息以及实时运行时分布式电源运行信息的监测，并通过标准波形文件的形式上送至调度主站系统，开展实用化的分析。通过该系统可以指导电力系统从业人员开展有源配电网运行分析和分布式光伏精准建模等工作，为后续开展有源配电网定量分析提供数据支撑。
35.示例性方法
36.图3是本技术一示例性实施例提供的有源配电网监测方法的流程示意图，如图3所示，该有源配电网监测方法，包括：
37.步骤100：根据监测信号，确定监测时间点。
38.可以根据采集到的电压变化判断故障后，或根据调度监控主站发布的波形召测执令，形成监测信号，根据监测信号确认一个监测时间点。对监测时间点前后或时间点当时的电流电压进行采样，以确认监测时间点时或监测时间点前后时间段的电流电压情况。
39.步骤200：根据监测时间点，采集预设周波内的电流数据和与监测时间点对应的电压数据。
40.确定监测时间点后，采集监测时间点前后一段时间内的电流数据，以及物联代理装置采集监测时间点当时的电压数据。
41.步骤300：解析预设周波内的电流数据以及电压数据，获得运行信息。
42.其中，运行信息表示有源配电网的运行情况。
43.将电流数据和电压数据打包为波形文件，解析波形文件的波形，获得波形运行信息，从而实现有源配电网运行信息的实时监测。
44.本技术解决了目前有源配电网中分布式电源监测手段缺失问题，实现了有源配电网故障运行信息以及实时运行时分布式电源运行信息的监测，并通过标准波形文件的形式上送至调度主站系统，开展实用化的分析。通过该系统可以指导电力系统从业人员开展有源配电网运行分析和分布式光伏精准建模等工作，为后续开展有源配电网定量分析提供数据支撑。
45.图4是本技术另一示例性实施例提供的有源配电网监测方法的流程示意图，如图4所示，在上述步骤100之前，上述有源配电网监测方法还可以包括：
46.步骤400：根据电压变化，确定有源配电网的电压情况。
47.采集电压的变化来判断是否出现故障。可以预设电压范围，当电压变化超过预设电压范围时，确定配电网出现故障。
48.步骤500：当有源配电网的电压情况表示配电网运行出现故障时，生成监测信号。
49.在监测到出现故障时生成监测信号，用于采集电流和电压信息，起到监测运行和分析故障原因的作用。
50.也就是说，本技术提供的有源配电网监测方法可以在出现故障时，主动上传电流数据和电压数据，以起到监测和分析的作用。
51.在一实施例中，在上述步骤100之前，上述有源配电网监测方法还可以包括：根据波形召测指令，生成监测信号；其中，波形召测指令用于指示生成监测时间点，波形召测指令由人为指示发出。
52.根据波形召测指令，生成监测信号，确定监测时间点，以监测时间点为基准，采集电流数据和电压数据。也就是说，本技术提供的有源配电网监测方法除了在出现故障时主动上传数据外，还可以被动的接收波形召测指令，然后上传电流数据和电压数据。不仅可以监测故障，还可以根据操作人员的需求实时监测运行情况，实现了有源配电网故障运行信息以及实时运行时分布式电源运行信息的监测。
53.在一实施例中，上述步骤200可以包括：采集监测时间点前第一预设周波和监测时间点后第二预设周波的录波；其中，录波用于反应电流情况。
54.例如，采集监测时间点前4个周波和后8个周波的微秒级录波，以确定电流数据的运行情况。
55.在一实施例中，在上述步骤100之前，上述有源配电网监测方法还可以包括：周期性生成监测信号。
56.除了出现故障主动上传数据、人为发布召测指令后被动上传数据外，还可以设定周期性的监测，例如设定周期性生成监测信号，每隔一段时间采集一次电流数据和电压数据，并对电流数据和电压数据进行分析，以确定有源配电网的运行情况。周期性监测可以实时了解有源配电网的运行情况，以确保有源配电网的运行稳定性。并且周期性收集数据更利于操作人员对数据进行统计和分析，为后续工作提供数据支持。
57.图5是本技术另一示例性实施例提供的有源配电网监测方法的流程示意图，如图5所示，上述步骤300可以包括：
58.步骤310：汇总多个预设周波内的电流数据以及电压数据。
59.一个监测系统内可能有多个用于采集电流数据的电流传感器，因此，在采集电流数据时，需要汇总多个电流传感器采集到的电流数据，进行统一分析。
60.步骤320：将多个预设周波内的电流数据以及电压数据转换为波形文件。
61.将将多个预设周波内的电流数据以及电压数据以标注波形文件的格式通过网络传输设备传送到调度监控主站，调度监控主站接收波形文件并进行解析，形成波形信息，以供调度监控主站进行分析和建模。
62.步骤330：解析波形文件，获得运行信息。
63.根据波形文件，可以实现故障波形短路/接地/召测等不同类型波形筛选、录波文件电流/电压等通道筛选、任意通道组合分析和录制波形谐波分析展示等功能。最终获得有缘配电网的运行信息，可以指导电力系统从业人员开展有源配电网运行分析和分布式光伏精准建模等工作，为后续开展有源配电网定量分析提供数据支撑。
64.图6是本技术一示例性实施例提供的有源配电网监测方法的原理示意图，如图6所示，变电站内的物联代理装置首先判断变电站是否故障，或者接收调度监控主站发下的录波指令(波形召测指令)，如果故障或者接收到录波指令，则记录下发的时刻为t1(监测时间点)(步骤91)，物联代理装置将故障时刻t1发送至关联的电流传感器处(步骤92)，安装在有源配电网线路的电流传感器实时采集微秒级录波(步骤93)，各电流传感器将t1时刻的录波数据经无线传输发送至物联代理装置处(步骤94)，物联代理装置对所有电气量进行汇总处理后，以标准波形文件的形式，通过无线传输和网络安全技术将波形文件传送至调度监控主站(步骤95)，调度监控主站接收或召测标准波形文件后，对波形文件进行解析，得到波形信息，从而监测有源配电网运行和故障信息。
65.示例性装置
66.图7是本技术一示例性实施例提供的有源配电网监测装置的结构示意图，如图7所示，该有源配电网监测装置8包括：确定模块81，用于根据监测信号，确定监测时间点；监测信号用于指示监测开始；采样模块82，用于根据监测时间点，采集预设周波内的电流数据和监测时间点对应的电压数据；以及解析模块83，用于解析预设周波内的电流数据以及电压数据，获得运行信息；其中，运行信息表示有源配电网的运行情况。
67.本技术提供的有源配电网监测装置8，通过确定模块81、采样模块82以及解析模块83，解决了目前有源配电网中分布式电源监测手段缺失问题，实现了有源配电网故障运行信息以及实时运行时分布式电源运行信息的监测，并通过标准波形文件的形式上送至调度主站系统，开展实用化的分析。通过该系统可以指导电力系统从业人员开展有源配电网运行分析和分布式光伏精准建模等工作，为后续开展有源配电网定量分析提供数据支撑。
68.图8是本技术另一示例性实施例提供的有源配电网监测装置的结构示意图，如图8所示，上述有源配电网监测装置8还可以包括：确定运行情况模块84，用于根据电压变化，确定配电网运行情况；生成模块85，用于当配电网运行情况表示配电网运行出现故障时，生成监测信号。
69.在一实施例中，上述有源配电网监测装置8可以配置为：根据波形召测指令，生成监测信号；其中，波形召测指令用于指示生成监测时间点，波形召测指令由人为指示发出。
70.在一实施例中，上述采样模块82可以配置为：采集监测时间点前第一预设周波和监测时间点后第二预设周波的录波；其中，录波用于反应电流情况。
71.在一实施例中，上述有源配电网监测装置8还可以配置为：周期性生成监测信号。
72.在一实施例中，如图8所示，上述解析模块83还可以包括：汇总单元831，用于汇总多个预设周波内的电流数据以及电压数据；转换单元832，用于将多个预设周波内的电流数据以及电压数据转换为波形文件；解析单元833，用于解析波形文件，获得运行信息。
73.示例性电子设备
74.下面，参考图9来描述根据本技术实施例的电子设备。该电子设备可以是第一设备和第二设备中的任一个或两者、或与它们独立的单机设备，该单机设备可以与第一设备和第二设备进行通信，以从它们接收所采集到的输入信号。
75.图9图示了根据本技术实施例的电子设备的框图。
76.如图9所示，电子设备10包括一个或多个处理器11和存储器12。
77.处理器11可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备10中的其他组件以执行期望的功能。
78.存储器12可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器11可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本技术的各个实施例的有源配电网监测方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如输入信号、信号分量、噪声分量等各种内容。
79.在一个示例中，电子设备10还可以包括：输入装置13和输出装置14，这些组件通过
总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
80.在该电子设备是单机设备时，该输入装置13可以是通信网络连接器，用于从第一设备和第二设备接收所采集的输入信号。
81.此外，该输入装置13还可以包括例如键盘、鼠标等等。
82.该输出装置14可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出装置14可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
83.当然，为了简化，图9中仅示出了该电子设备10中与本技术有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备10还可以包括任何其他适当的组件。
84.所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、c 等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
85.所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
86.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。